ლოყის უჯრედების შეღებვა მეთილენის ლურჯით: რას უნდა დააკვირდეთ

მოსწავლე სასაგნე მინაზე ლოყის უჯრედების სუსპენზიის წვეთს ათავსებს, მიკროსკოპში იყურება და თითქმის ვერაფერს ხედავს. ნათელ ველში რამდენიმე ფერმკრთალი აჩრდილი დაცურავს. ის ფოკუსს ასწორებს, შემდეგ განათებას აძლიერებს და ბოლოს ასკვნის, რომ მინა ცარიელია. მინა ცარიელი არ არის. უჯრედები იქაა. ისინი თითქმის გამჭვირვალეა, და სწორედ გამჭვირვალობაა ის პრობლემა, რომლის გადასაჭრელადაც ეს საღებავი გამოიყენება.

პროტოკოლის დაწყებამდე ღირს მოლოდინსა და გამოსახულებას შორის ამ შეუსაბამობის ახსნა. დამწყებებს ჰგონიათ, რომ მიკროსკოპი დეტალებს ისე გამოაჩენს, როგორც კამერის ზუმი — შორეულ აბრას. ნათელი ველის მიკროსკოპის ფუნქცია უფრო ვიწროა: ის სინათლის შთანთქმაში განსხვავებებს აჩვენებს. შეუღებავი ლოყის უჯრედი თითქმის არ შთანთქავს სინათლეს, ამიტომ თითქმის არც განსხვავებას ქმნის. მეთილენის ლურჯი ამ განსხვავებას ამატებს. ის უჯრედის შიგნით არათანაბრად უკავშირდება სხვადასხვა კომპონენტს და სტრუქტურას კონტრასტულად წარმოაჩენს. როცა მოსწავლეები ამ პრინციპს გაიგებენ, ყოველი მომდევნო ნაბიჯი მის ლოგიკურ შედეგს წარმოადგენს და არა უბრალოდ შესასრულებელ ინსტრუქციას.

აქ გამოგადგებათ საბაზისო ცოდნა იმის შესახებ, თუ როგორ ზრდის მარტივი შეღებვა კონტრასტს სასკოლო ლაბორატორიაში, ხოლო შეღებვამდე ნათელი ველის მიკროსკოპის გამართვის წესების გამეორება წარუმატებელი პრეპარატების ნახევარს თავიდან აგაცილებთ. ფერის ქიმიური საფუძველი განხილულია მიკროსკოპიაში მეთილენის ლურჯის გამოყენების შესავალში, რომელიც ხსნის, რატომ გვხვდება ეს კონკრეტული საღებავი ასე ხშირად ლაბორატორიულ მაგიდაზე.

საკლასო პროტოკოლი

ქვემოთ აღწერილი სველი პრეპარატი ჩვეულებრივი გაკვეთილებისთვის უფრო მარტივი ძირითადი ვარიანტია. მას არც ალი სჭირდება და არც ფიქსაციის ეტაპი. ზოგიერთი კოლეჯის სახელმძღვანელოში გამოყენებული ფიქსირებული ნაცხის ვარიანტი დამატებით ითვალისწინებს ჰაერზე გაშრობასა და ხანმოკლე თერმულ ფიქსაციას, როგორც North Central Texas College-ის ლოყის ნაცხის პრაქტიკულ დავალებაში, რომელიც Biology LibreTexts-ზეა გამოქვეყნებული, თუმცა თერმული ფიქსაცია მიკრობიოლოგიაში დამკვიდრებული პრაქტიკაა და არა ეპითელური უჯრედების დასანახად აუცილებელი პირობა.

რა დაგჭირდებათ: სუფთა სასაგნე და საფარი მინები, სტერილური ერთჯერადი ტამპონები (სასურველი ვარიანტი) ან ახალი ბრტყელი კბილის ჩხირები, საწვეთურიანი ბოთლი მეთილენის ლურჯის 0.5-დან 1 პროცენტამდე წყალხსნარით, გამოხდილი ან დეიონიზებული წყალი, შემწოვი ქაღალდი, ხელთათმანები და შედგენილი მიკროსკოპი 100x და 400x საერთო გადიდებით.

1. გამოივლეთ პირში სუფთა წყალი. ეს აშორებს საკვების ნაწილაკებს, რომლებიც მოგვიანებით ინტენსიურად იღებება და უჯრედებიდან ყურადღებას სხვა რამეზე გადააქვს.
2. თითოეული მოსწავლე ნიმუშს მხოლოდ საკუთარი ლოყიდან იღებს. ახალი სტერილური ტამპონი ნაზად გადაუსვით ლოყის შიდა ზედაპირს. მსუბუქად მიაჭირეთ, არ ჩამოფხიკოთ. შეწყვიტეთ მანამდე, სანამ რაიმე დისკომფორტი ან სისხლდენა გაჩნდება.
3. ტამპონი სუფთა სასაგნე მინის შუა ნაწილზე გადააგორეთ ისე, რომ თხელი ფენა დატოვოს. თხელი ფენა მკაფიოდ დასათვალიერებელი პრეპარატის მიღების ყველაზე მნიშვნელოვანი პირობაა. სქელი თეთრი ნადები შეღებვის შემდეგ ლურჯ მასად იქცევა, რომელშიც ვერაფერს გაარჩევთ.
4. ნაცხს მეთილენის ლურჯის ერთი წვეთი დააწვეთეთ. დატოვეთ 1-დან 3 წუთამდე. კოლეჯების მრავალ პროტოკოლში ერთი წუთი საკმარისია; NCERT-ის IX კლასის საბუნებისმეტყველო ლაბორატორიული სახელმძღვანელო დროებითი პრეპარატისთვის დაახლოებით 3 წუთს ითვალისწინებს. უფრო დიდხანს დაყოვნება უკეთეს შედეგს არ ნიშნავს, ხოლო ზედმეტი შეღებვა დროის შერჩევის ყველაზე გავრცელებული შეცდომაა.
5. ადგილობრივი პროტოკოლის მიხედვით, ფრთხილად ჩამორეცხეთ გამოხდილი წყლით ან ზედმეტი საღებავი შემწოვი ქაღალდით მოაშორეთ. ფონი ღია ლურჯი უნდა გახდეს და არა მუქი ლურჯი.
6. საფარი მინა დახრილად დაუშვით, ისე, რომ ჯერ ერთი კიდე შეეხოს პრეპარატს, შემდეგ კი ნელა დააწვინეთ. ეს ჰაერის ბუშტუკების მოხვედრას უშლის ხელს.
7. უჯრედების მოსაძებნად დაბალი გადიდებით დაიწყეთ, შეამოწმეთ ფოკუსი და ცენტრში მოთავსება, შემდეგ გადადით 100x-ზე და ბოლოს 400x-ზე. 400x-ზე მხოლოდ ზუსტი ფოკუსირების მექანიზმი გამოიყენეთ.

საღებავის კონცენტრაციის შესახებ ერთი დაზუსტება აუცილებელია. სასკოლო პროტოკოლები უმეტესად მეთილენის ლურჯის 1 პროცენტიან წყალხსნარს იყენებს. უფრო კონცენტრირებული საწყისი ხსნარი ან ხანგრძლივი დაყოვნება ფონს უფრო სწრაფად ამუქებს, ვიდრე ბირთვს, რაც დავალებისთვის საჭირო კონტრასტს საპირისპიროდ ცვლის.

ლოყის ნიმუშებთან უსაფრთხო მუშაობა

ლოყის ნიმუშებს თან მოჰყვება ნერწყვი და პირის ღრუს ნორმალური მიკროორგანიზმები, ამიტომ ყოველი ახალი ნაცხი პოტენციურად ინფექციურ მასალად მიიჩნიეთ, მიუხედავად იმისა, რომ ნიმუშის მიმცემი ჯანმრთელი თანაკლასელია. ამერიკის მიკრობიოლოგიის საზოგადოების ბიოუსაფრთხოების სახელმძღვანელო სასწავლო ლაბორატორიებისთვის ზოგად პრინციპებს ადგენს: მეცადინეობის დაწყებამდე შეაფასეთ რისკი, ატარეთ ხელთათმანები, დაიცავით თვალები იქ, სადაც შხეფების მოხვედრა შესაძლებელია, შემდეგ დაიბანეთ ხელები, ჩაუტარეთ დეზინფექცია სამუშაო მაგიდებს და დაბინძურებული ერთჯერადი ნივთები ბიოლოგიური ნარჩენებისთვის დამტკიცებული წესით გადაყარეთ.

ოთხი საკლასო წესი რისკების უმეტესობას ფარავს. თითო ტამპონსა და სასაგნე მინაზე მხოლოდ ერთი ადამიანის ნიმუში უნდა იყოს; მათი გაზიარება დაუშვებელია. ნიმუში მხოლოდ საკუთარი ლოყიდან აიღეთ და არასოდეს — გვერდით მჯდომისგან. ერთჯერადი ტამპონები და კბილის ჩხირები პირდაპირ შესაბამის ნარჩენების კონტეინერში მოათავსეთ და სამუშაო მაგიდაზე აღარ დააბრუნოთ. თავად მეთილენის ლურჯი კანსა და ტანსაცმელს ღებავს და თვალებს აღიზიანებს, ამიტომ საჭიროა ხელთათმანები და საღებავებთან მუშაობის ჩვეულებრივი ჰიგიენური წესების დაცვა. ამ დავალების ფარგლებში ნაცხიდან არაფრის კულტივირება არ დაიწყოთ და ახალი ადამიანის ნიმუშის თერმული ფიქსაცია სკოლის უსაფრთხოების პროცედურის მიღმა თვითნებურად არ ჩაატაროთ.

რას უნდა დააკვირდეთ და რატომ გამოიყურება ასე

100x-ზე მოძებნეთ ფართო, ბრტყელი, ღია ლურჯი უჯრედები არარეგულარული ოვალური ან მრავალკუთხა კონტურებით. ისინი ცალ-ცალკე ან ფხვიერ, ერთმანეთზე გადაფარულ ფენებად არის განლაგებული. თითოეულ უჯრედში, ჩვეულებრივ, ერთი უფრო მუქი ლურჯი ლაქაა. ეს ლაქა ბირთვია. განლაგებასაც მიაქციეთ ყურადღება: ბრტყელი ეპითელური უჯრედები თხელ ფილებს ჰგავს და არა სფეროებს, ამიტომ მათი კიდეები უფრო დაბზარულ ჭიქურს წააგავს, ვიდრე მრგვალ ბუშტებს.

400x-ზე სამი ნიშანი მკაფიოდ გამოირჩევა. უჯრედის საზღვარი თხელ, უფრო მუქ ხაზად ჩანს, რომელიც უჯრედს შემოსაზღვრავს. ციტოპლაზმა შიდა სივრცეს ღია, თანაბარი ლურჯი ფერით ავსებს. ბირთვი უფრო მუქი და კომპაქტურია, ხშირად ოვალური; ჩვეულებრივ, ცენტრთან ახლოს მდებარეობს, თუმცა არა ყოველთვის. სთხოვეთ მოსწავლეებს, სამივე ნიშანი, აგრეთვე ფორმა და გადიდება ჩაიწერონ, რადგან სამუშაო ფურცელი სწორედ ამას მოითხოვს.

აქ სიზუსტის ერთი მნიშვნელოვანი საკითხია, რომელსაც ბევრი სამუშაო ფურცელი არასწორად გადმოსცემს. ხილული საზღვარი პლაზმური მემბრანის მდებარეობას შეესაბამება, მაგრამ თავად მემბრანა — დაახლოებით 7-დან 10 ნანომეტრამდე სისქის ლიპიდური ორშრე — სასკოლო მიკროსკოპის გარჩევადობის ზღვარზე ბევრად მცირეა. მოსწავლეები უჯრედის ოპტიკურ კიდესა და იქ დაგროვილ საღებავს ხედავენ. იგივე სიფრთხილეა საჭირო ორგანელებთან დაკავშირებითაც. მიტოქონდრიები, ენდოპლაზმური ბადე, გოლჯის სხეულები და რიბოსომები ამ პრეპარატში არ ჩანს. ჩვეულებრივი სინათლის მიკროსკოპის გარჩევადობის ზღვარი კარგ პირობებში დაახლოებით 0.2 მიკრომეტრია, როგორც NCBI-ის უჯრედული ბიოლოგიის მიმოხილვა მიკროსკოპიის საშუალებების შესახებ განმარტავს, ხოლო ულტრასტრუქტურების უმეტესობა ამ ზღვარზე მცირეა ან მასთან ახლოსაა. უფრო მაღალი ცარიელი გადიდება გამოსახულებას ზრდის, მაგრამ დეტალებს არ ამატებს.

რატომ იღებება ბირთვი ყველაზე მუქად? მეთილენის ლურჯი კათიონური საღებავია, რომელიც ხსნარში დადებითადაა დამუხტული და უჯრედში უარყოფითად დამუხტულ მასალას, უპირველესად ნუკლეინის მჟავებს, უკავშირდება. ქრომატინში დნმ ბირთვშია თავმოყრილი, ამიტომ ყველაზე მეტი საღებავი ბირთვში გროვდება. ციტოპლაზმა რნმ-სა და სხვა დამუხტულ მოლეკულებს შეიცავს, ამიტომ ისიც იღებება, მაგრამ უფრო გაფანტულად და ღიად. მნიშვნელოვანი დაზუსტება: მეთილენის ლურჯი დნმ-სპეციფიკური საღებავი არ არის. ნაშრომი ბირთვის ვიზუალიზაციისას მეთილენის ლურჯის განაწილების შესახებ აღწერს კათიონის დაკავშირებას ნუკლეინის მჟავებით მდიდარ უბნებთან, ხოლო ადრეულმა რაოდენობრივმა კვლევამ უჯრედულ პრეპარატებში მეთილენის ლურჯის დაკავშირების შესახებ აჩვენა, რომ დაკავშირებული საღებავის უმეტესობა ნუკლეინის მჟავებთან იყო ასოცირებული. ამგვარად, მუქი ბირთვისა და ღია ციტოპლაზმის კომბინაცია კონტრასტის სურათია და არა მოლეკულური ანალიზი.

მოსწავლეთა მოსალოდნელი შეცდომები და მათი ამოცნობა

თითქმის ყველა წარუმატებელი პრეპარატი ხუთიდან ერთ ტიპურ სურათს აჩვენებს. ასწავლეთ მოსწავლეებს პრეპარატის პრობლემის ამოცნობა, ნაცვლად იმისა, რომ პროცედურა ბრმად გაიმეორონ.

ზედმეტი შეღებვა უჯრედებსა და ფონს ერთნაირად ამუქებს, რის შედეგადაც ბირთვი ველში იკარგება. გამოსასწორებლად შეამცირეთ შეღებვის დრო ან უფრო საფუძვლიანად ჩამორეცხეთ. არასაკმარისი შეღებვა ფერმკრთალ აჩრდილებს ტოვებს, რომლებიც განათების გაძლიერებისას ქრება; დრო ოცდაათი წამის ინტერვალებით გაზარდეთ. სქელი ნაცხები წარმოქმნის მჭიდრო, ერთმანეთზე გადაფარულ მასებს, რომლებშიც ვერცერთ კონტურს ვერ გაარჩევთ; გამოსწორების გზა მექანიკურია — შემდეგ ჯერზე უფრო თხლად გაანაწილეთ, რადგან უჯრედების გროვას ვერანაირი ჩამორეცხვა ვერ უშველის. ჰაერის ბუშტუკები იდეალურ წრეებად ჩანს მკვეთრი მუქი კიდეებით და აბნევს დამწყებებს, რომლებსაც ისინი სტრუქტურებში ერევათ; საფარი მინა ხელახლა დადეთ, ნელა და დახრილად. უჯრედებზე ან მათ გარშემო გაფანტული პაწაწინა მუქი წერტილები, ჩვეულებრივ, პირის ღრუს ნორმალური ბაქტერიებია, როგორც სასკოლო პროტოკოლები, მაგალითად, Ingrid Science-ის ლოყის უჯრედების პროცედურა, აღნიშნავს. ისინი ადასტურებს, რომ პირის ღრუში მიკროორგანიზმები ბინადრობს, რაც მოსწავლეებს შეიძლება კარგად დაამახსოვრდეთ, თუმცა ამ დავალებაში მათი სახეობის განსაზღვრა შეუძლებელია და ისინი უჯრედის ნაწილებად არ უნდა დახატონ. საკვების ნარჩენები და ლორწოს ძაფები არათანაბრად და ინტენსიურად იღებება; წინასწარი გამოვლება სწორედ მათ შესამცირებლადაა საჭირო.

რისი გაკეთება არ შეუძლია ამ დავალებას

ეს სასწავლო დაკვირვებაა და არა დიაგნოსტიკური ტესტი. საკლასო შეღებვისას უჯრედების გარეგნობა ინფექციის, კიბოს ან რაიმე დაავადების დიაგნოსტიკის საშუალებას არ იძლევა, და ეს სტატია საპირისპიროს მინიშნებად არ უნდა იქნეს გაგებული. პრეპარატი ორ გადიდებაზე აჩვენებს ფორმას, საზღვარს, ციტოპლაზმასა და ბირთვს. ის არ აჩვენებს მემბრანის ულტრასტრუქტურას, ორგანელების დეტალებს ან მოლეკულურ იდენტობას. ამ შეზღუდვის მკაფიოდ აღნიშვნა იცავს როგორც მეცნიერულ სიზუსტეს, ისე მოსწავლეებს: კარგი შედეგი არის სწორად მონიშნული ნახატი, მითითებული გადიდებითა და საღებავით, და არა დასკვნა ჯანმრთელობის შესახებ.

მოსწავლის სამუშაო ფურცელი და მიკროფოტოსურათები წარწერებით

ამ გვერდის ორი საპროექტო რესურსია ზემოთ მოცემული მიკროფოტოსურათი წარწერებით და ქვემოთ მოცემული სამუშაო ფურცელი. თითოეულ მოსწავლეს დაუბეჭდეთ სამუშაო ფურცელი ან ეკრანზე აჩვენეთ და სთხოვეთ, უჯრები რვეულებში გადაიხაზონ.

როგორ გამოიყენოთ ის 45-წუთიან მეცადინეობაზე: ათი წუთი უსაფრთხოების ინსტრუქტაჟისა და ნიმუშის აღებისთვის, ათი წუთი შეღებვისა და პრეპარატის მომზადებისთვის, თხუთმეტი წუთი ორივე გადიდებაზე დაკვირვებისა და ჩანახატების შესრულებისთვის, ათი წუთი საკონტროლო სიის შესავსებად და წარწერებიან მიკროფოტოსურათთან შესადარებლად. საკონტროლო სიის პუნქტები განზრახ მარტივი და პრაქტიკულია. თხელი ნაცხი, შეღებვის სწორი დრო, ციტოპლაზმაზე მუქი ბირთვი, ჩაწერილი გადიდება. მოსწავლეს, რომელსაც ოთხივე პუნქტის მონიშვნა შეუძლია, გაგებული აქვს ის პრინციპი, რომლის სასწავლებლადაც ეს გაკვეთილია შექმნილი: მიკროსკოპები განსხვავებებს აჩვენებს, საღებავები კი ქმნის იმ განსხვავებებს, რომელთა ჩვენებაც მნიშვნელოვანია.